CN104393359A - 智能机器人的充电方法及自动充电的智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能机器人的充电方法及自动充电的智能机器人，其包括以下步骤：S1、智能机器人在设定的虚拟墙内活动时监视光敏传感器；S2、在光敏传感器所测量的光强度值超过一光强度阀值时，确定当前智能机器人的位置坐标并记录位置坐标；S3、判断智能机器人的电池电量是否低于一电量阀值，若是则运行S4，若否则重复运行S3；S4、智能机器人移动至任一位置坐标，通过光能对智能机器人上的太阳能电池进行充电。通过在智能机器人作业时记录合适的光照地点，并在智能机器人的电量低于电量阀值时移动至上述光照地点进行太阳能充电，提高了智能机器人的工作及充电效率，进一步提高了智能机器人的续航能力。

Description

智能机器人的充电方法及自动充电的智能机器人

技术领域

本发明涉及一种智能机器人的充电方法及自动充电的智能机器人。

背景技术

目前，智能机器人(如扫地机器人等)通常通过手动接续电源以对机体内的蓄电池充电。若使用者长时间不进行操作，智能机器人就会停止工作。

中国专利(公开号CN 103240742A)公开了一种能够自主决策的自生存智能龟，属于轮式机器人的一种。通过单片机和传感器对外界事物进行感知，并进行方案的选择，同时智能龟还可以对自身进行检测，当发现自己能量不足时，会寻找一个光照强度较好的地方为自己充电。充满电后会继续前进。具有完全自主决策、自主行动、活动于未知世界、不需人类参与就能持续运行并且自我维护等特征，可实现自主行动、自动避障、利用太阳能自动充电功能。

上述技术方案的缺陷在于：由于机器人是在电量已经低下的情况下才自行搜索光源进行充电，容易导致机器人在找到合适充电的光源之前就电量过低；若将进行搜索时的电量阀值提高以使机器人有足够的电量寻找光源，则会导致机器人运行效率低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术机器人运行效率低下以及可能在电量过低前无法找到合适充电光源的缺陷，提供一种运行效率更高的智能机器人的充电方法及自动充电的智能机器人。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种智能机器人的充电方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S1、智能机器人在设定的虚拟墙内活动时监视所述智能机器人上的光敏传感器；

S2、在所述光敏传感器所测量的光强度值超过一光强度阀值时，根据虚拟墙确定当前所述智能机器人的位置坐标并记录所述位置坐标；

S3、判断所述智能机器人的电池电量是否低于一电量阀值，若是则运行S4，若否则重复运行S3；

S4、所述智能机器人移动至任一所述位置坐标，通过光能对所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

其中，虚拟墙是指的给智能机器人预设的一个行动范围，例如，作为扫地机器人的虚拟墙，可以阻止扫地机器人进入范围以外的区域，如将虚拟墙设置在厨房门口，机器人就不会进入厨房。虚拟墙可以作为参照位置从而给机器人提供一个坐标系以帮助机器人确认位置。

也就是说，智能机器人在作业中(如扫除等)会同时记载超过光强度阀值时的坐标，以便于在电池电量低于电量阀值时移动过去充电。之所以设置光强度阀值也是因为需要足够的光强度才可能进行较好的充电。

较佳的，所述S2为：在所述光敏传感器所测量的光强度值超过一光强度阀值时，根据虚拟墙确定此时所述智能机器人的位置坐标，记录并映射所述位置坐标和此时的时间点，所述时间点不包括日期，仅包括时、分、秒；

所述S4为：所述智能机器人移动至距当前时间点最接近的已记录的时间点所映射的位置坐标，通过光能对所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

也就是说，智能机器人在工作过程中不断记录光强度达标的位置坐标并一同记录对应的时间。这个时间只记录时分秒，这样一来，头一天相近的时间点记录的位置就可以用于作为第二天或其他日期的充电位置。

例如，第一天中午2点记录了一处光强合适的位置，第二天中午1点58分电量不足，于是机器人发现总共记录了两处合适位置，一处是第二天上午8点记录的位置，另一处就是上述第一天中午2点记录的位置，那么机器人就移动至第一天中午2点记录的位置。

若遇到季节变化，光照与时间点的关系变化，可以删除现有记录的时间点和对应的位置坐标，重新开始存储即可。

较佳的，所述S4为：选取获取的所述位置坐标中映射的光强度值最高的一位置坐标；

所述S4后还包括有S5：所述智能机器人移动至光强度值最高的所述位置坐标，通过光能所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

较佳的，所述S4为：所述智能机器人移动至最近的所述位置坐标，通过光能所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

较佳的，所述S5为：所述智能机器人移动至光强度值最高的所述位置坐标，并以光强度值最高的所述位置坐标为圆心、一设定距离为半径的范围内移动并监视所述光敏传感器；

所述S5后还包括有S6：移动至所述范围内光强度值最高的位置，通过光能对所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

此处，由于机器人电量低下时与记录光强度高的地点的时间点不一样，可能造成光照地点已随时间偏移，因此在光强度值最高的位置附近探索是有必要的。

较佳的，所述S3与S4之间包括有S31：

判断当前时间点是否落入一设定的时间区间，若是则运行S4，若否则运行S32；

S32、所述智能机器人待机，返回执行S31；

所述S3为：判断所述智能机器人的电池电量是否低于一电量阀值，若是则运行S31，若否则重复运行S3。

也就是说，在有些时间段，寻找有太阳光的地点充电是毫无意义的，例如夜晚，所以若夜晚电量过低就直接待机等待直至到合适的时间即可。

本发明还提供一种自动充电的智能机器人，其包括有一移动光强监视模块、一位置坐标记录模块、一电量阀值判断模块和一充电模块；

所述移动光强监视模块用于智能机器人在设定的虚拟墙内活动时，监视所述智能机器人上的光敏传感器；

所述位置坐标记录模块用于在所述光敏传感器所测量的光强度值超过一光强度阀值时，根据虚拟墙确定当前所述智能机器人的位置坐标并记录所述位置坐标；

所述电量阀值判断模块用于判断所述智能机器人的电池电量是否低于一电量阀值，若是则调用所述充电模块，若否则重复运行所述电量阀值判断模块；

所述充电模块用于将所述智能机器人移动至任一所述位置坐标，通过光能对所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

较佳的，所述自动充电的智能机器人还包括有一位置确定模块；

所述位置确定模块用于将所述智能机器人移动至光强度值最高的所述位置坐标，并以光强度值最高的所述位置坐标为圆心、一设定距离为半径的范围内移动并监视所述光敏传感器；

所述充电模块用于将所述智能机器人移动至所述范围内光强度值最高的位置，通过光能对所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

较佳的，所述自动充电的智能机器人还包括有一时间判断模块和一待机模块；

所述时间判断模块用于判断当前时间点是否落入一设定的时间区间，若是则调用所述位置坐标选取模块，若否则调用所述待机模块；

所述待机模块用于将所述智能机器人待机并调用所述时间判断模块；

所述电量阀值判断模块用于判断所述智能机器人的电池电量是否低于一电量阀值，若是则调用所述时间判断模块，若否则重复运行所述电量阀值判断模块。

本发明的积极进步效果在于：通过在智能机器人作业时记录合适的光照地点，并在智能机器人的电量低于电量阀值时移动至上述光照地点进行太阳能充电，提高了智能机器人的工作及充电效率，进一步提高了智能机器人的续航能力。

附图说明

图1为本发明实施例1的智能机器人的充电方法的流程图。

图2为本发明较佳实施例的自动充电的智能机器人的结构示意图。

图3为本发明实施例2的智能机器人的充电方法的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

图1为本实施例的智能机器人的充电方法的流程图，如图1所示，本实施例涉及的智能机器人的充电方法包括有以下步骤：

步骤1、作为智能机器人的扫地机器人在设定的虚拟墙内活动时监视智能机器人上的光敏传感器。

扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。扫地机器的机身为无线机器，以圆盘型为主。使用充电电池运作，操作方式以遥控器、或是机器上的操作面板。一般能设定时间预约打扫，自行充电。前方有设置感应器，可侦测障碍物，如碰到墙壁或其他障碍物，会自行转弯，并依每间不同厂商设定，而走不同的路线，有规划清扫地区。(部分较早期机型可能缺少部分功能)因为其简单操作的功能及便利性，现今已慢慢普及。

步骤2、在光敏传感器所测量的光强度值超过一光强度阀值时，根据虚拟墙确定当前扫地机器人的位置坐标并记录位置坐标。例如，先确定一个参照坐标(X₀，Y₀)，然后每一次记录的超过光强度阀值时的坐标，依次可以为(X₁，Y₁)、(X₂，Y₂)……。

此外，不依赖光敏传感器，直接测量光伏组件的电压或者电流也是可行的。

光伏电池的种类很多，不同的光伏电池所需要的初始太阳能辐射值是不同的。一般目前已经商业化的光伏电池如单晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜太阳电池在有太阳时就能发电，但薄膜太阳电池的弱光性能更好一些，大约比晶硅太阳电池高出15％，及具有一定的吸收散射光的能力。而聚光太阳电池，虽然它的效率较高，但弱光能力较弱。我国目前的多晶硅太阳电池的效率已可以达到18％左右。

只要波长合适，理论上来说无论光强多大都可以发电。光伏组件的内阻、电力电子设备损耗等问题，光线弱了可能都不够损耗的，所以认为弱光不发电。准确地说，只要在光伏组件正负极能测到电压，说明组件正在发电。

相对应的步骤可以为：在光伏电池的光伏组件电流(或电压)超过设定的阀值时，根据虚拟墙确定当前扫地机器人的位置坐标并记录位置坐标。

步骤3、判断扫地机器人的电池电量是否低于30％，若是则运行步骤31，若否则重复运行步骤3。此处，也可以通过电池的电压来界定电量的剩余值。

步骤31、判断当前时间点是否在8:00～17:00内，若是则运行步骤4，若否则运行步骤32。

也就是说，步骤31排除了扫地机器人的自动充电功能在晚上(或者说没有阳光的时间段)的使用。

步骤32、扫地机器人待机，返回执行步骤31。

步骤4、选取获取的位置坐标中映射的光强度值最高的一位置坐标。

步骤5：扫地机器人移动至光强度值最高的位置坐标，并以光强度值最高的位置坐标为圆心、0.5m为半径的范围内移动并监视光敏传感器。

步骤6：移动至范围内光强度值最高的位置，通过光能对扫地机器人上的太阳能电池进行充电。

这样一来，扫地机器人在夜晚电量过低时自动待机，到早上有阳光的时间段开始自动寻找有光线的区域进行充电。在已记忆的坐标附近搜寻光强度值最高的位置，以避免随着时间的推移光照位置也发生偏移造成的误差。

图2为本实施例的自动充电的智能机器人的结构示意图，如图2所示，本实施例涉及的自动充电的智能机器人包括有一移动光强监视模块101、一位置坐标记录模块102、一电量阀值判断模块103、一充电模块106、一位置坐标选取模块104、一位置确定模块105、一时间判断模块1031和一待机模块1032。

移动光强监视模块101用于智能机器人在设定的虚拟墙内活动时，监视智能机器人上的光敏传感器。

位置坐标记录模块102用于在光敏传感器所测量的光强度值超过一光强度阀值时，根据虚拟墙确定当前智能机器人的位置坐标并记录位置坐标。

电量阀值判断模块103用于判断智能机器人的电池电量是否低于一电量阀值，若是则调用时间判断模块1031，若否则重复运行电量阀值判断模块103。

时间判断模块1031用于判断当前时间点是否落入一设定的时间区间，若是则调用位置坐标选取模块104，若否则调用待机模块1032。

待机模块1032用于将智能机器人待机并调用时间判断模块1031。

位置坐标选取模块104用于选取获取的位置坐标中映射的光强度值最高的一位置坐标。

位置确定模块105用于将智能机器人移动至光强度值最高的位置坐标，并以光强度值最高的位置坐标为圆心、一设定距离为半径的范围内移动并监视光敏传感器。

充电模块106用于将智能机器人移动至范围内光强度值最高的位置，通过光能对智能机器人上的太阳能电池进行充电。

实施例2

图3为实施例2的智能机器人的充电方法的流程图，如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，实施例2涉及的智能机器人的充电方法包括有以下步骤：

步骤201、智能机器人在设定的虚拟墙内活动时监视智能机器人上的光敏传感器；

步骤202、在光敏传感器所测量的光强度值超过一光强度阀值时，根据虚拟墙确定此时智能机器人的位置坐标，记录并映射位置坐标和此时的时间点，时间点不包括日期，仅包括时、分、秒；

步骤203、判断智能机器人的电池电量是否低于总电量的30％，若是则运行步骤204，若否则重复运行步骤203；

步骤204、智能机器人移动至距当前时间点最接近的已记录的时间点所映射的位置坐标，通过光能对智能机器人上的太阳能电池进行充电。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能机器人的充电方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、智能机器人在设定的虚拟墙内活动时监视所述智能机器人上的光敏传感器；

S2、在所述光敏传感器所测量的光强度值超过一光强度阀值时，根据虚拟墙确定当前所述智能机器人的位置坐标并记录所述位置坐标；

S3、判断所述智能机器人的电池电量是否低于一电量阀值，若是则运行S4，若否则重复运行S3；

S4、所述智能机器人移动至任一所述位置坐标，通过光能对所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

2.如权利要求1所述的智能机器人的充电方法，其特征在于，所述S2为：在所述光敏传感器所测量的光强度值超过一光强度阀值时，根据虚拟墙确定此时所述智能机器人的位置坐标，记录并映射所述位置坐标和此时的时间点，所述时间点不包括日期，仅包括时、分、秒；

所述S4为：所述智能机器人移动至距当前时间点最接近的已记录的时间点所映射的位置坐标，通过光能对所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

3.如权利要求1所述的智能机器人的充电方法，其特征在于，所述S4为：选取获取的所述位置坐标中映射的光强度值最高的一位置坐标；

所述S4后还包括有S5：所述智能机器人移动至光强度值最高的所述位置坐标，通过光能所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

4.如权利要求1所述的智能机器人的充电方法，其特征在于，所述S4为：所述智能机器人移动至最近的所述位置坐标，通过光能对所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

5.如权利要求3所述的智能机器人的充电方法，其特征在于，所述S5为：所述智能机器人移动至光强度值最高的所述位置坐标，并以光强度值最高的所述位置坐标为圆心、一设定距离为半径的范围内移动并监视所述光敏传感器；

所述S5后还包括有S6：移动至所述范围内光强度值最高的位置，通过光能对所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

6.如权利要求5所述的智能机器人的充电方法，其特征在于，所述S3与S4之间包括有S31：

S31、判断当前时间点是否落入一设定的时间区间，若是则运行S4，若否则运行S32；

S32、所述智能机器人待机，返回执行S31；

所述S3为：判断所述智能机器人的电池电量是否低于一电量阀值，若是则运行S31，若否则重复运行S3。

7.一种自动充电的智能机器人，其特征在于，其包括有一移动光强监视模块、一位置坐标记录模块、一电量阀值判断模块和一充电模块；

所述移动光强监视模块用于智能机器人在设定的虚拟墙内活动时，监视所述智能机器人上的光敏传感器；

所述位置坐标记录模块用于在所述光敏传感器所测量的光强度值超过一光强度阀值时，根据虚拟墙确定当前所述智能机器人的位置坐标并记录所述位置坐标；

所述电量阀值判断模块用于判断所述智能机器人的电池电量是否低于一电量阀值，若是则调用所述充电模块，若否则重复运行所述电量阀值判断模块；

所述充电模块用于将所述智能机器人移动至任一所述位置坐标，通过光能对所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

8.如权利要求7所述的自动充电的智能机器人，其特征在于，所述充电模块用于将所述智能机器人移动至最近的所述位置坐标，通过光能对所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

9.如权利要求8所述的自动充电的智能机器人，其特征在于，所述自动充电的智能机器人还包括有一位置确定模块；

所述位置确定模块用于将所述智能机器人移动至光强度值最高的所述位置坐标，并以光强度值最高的所述位置坐标为圆心、一设定距离为半径的范围内移动并监视所述光敏传感器；

所述充电模块用于将所述智能机器人移动至所述范围内光强度值最高的位置，通过光能对所述智能机器人上的太阳能电池进行充电。

10.如权利要求9所述的自动充电的智能机器人，其特征在于，所述自动充电的智能机器人还包括有一时间判断模块和一待机模块；

所述时间判断模块用于判断当前时间点是否落入一设定的时间区间，若是则调用所述位置确定模块，若否则调用所述待机模块；

所述待机模块用于将所述智能机器人待机并调用所述时间判断模块；

所述电量阀值判断模块用于判断所述智能机器人的电池电量是否低于一电量阀值，若是则调用所述时间判断模块，若否则重复运行所述电量阀值判断模块。